KR102061132B1 - 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매 - Google Patents

압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매 Download PDF

Info

Publication number
KR102061132B1
KR102061132B1 KR1020167009432A KR20167009432A KR102061132B1 KR 102061132 B1 KR102061132 B1 KR 102061132B1 KR 1020167009432 A KR1020167009432 A KR 1020167009432A KR 20167009432 A KR20167009432 A KR 20167009432A KR 102061132 B1 KR102061132 B1 KR 102061132B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
alumina
emission control
substrate
control device
Prior art date
Application number
KR1020167009432A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160058133A (ko
Inventor
앤드류 프란시스 치피
존 벤자민 굿윈
Original Assignee
존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 filed Critical 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니
Publication of KR20160058133A publication Critical patent/KR20160058133A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102061132B1 publication Critical patent/KR102061132B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477—Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/12—Silica and alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

압축 점화 엔진을 위한 배출물 제어장치가 기술된다. 배출물 제어장치는 (a) 전기적으로 가열가능한 기질 및 전기적으로 가열가능한 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제1 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제1 조성물을 포함하는 제1 촉매; 및 (b) 기질 및 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제2 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제2 조성물을 포함하는 제2 촉매를 포함하며; 여기서 제1 조성물의 로딩은 제2 조성물의 로딩보다 적다.

Description

압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매{ELECTRICALLY HEATED CATALYST FOR A COMPRESSION IGNITION ENGINE}
본 발명은 디젤 엔진과 같은 압축 점화 엔진을 위한 배출물 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 압축 점화 엔진을 위한 배기 시스템 및 압축 점화 엔진을 포함하는 차량에 관련된다.
압축 점화 엔진은 세계 도처의 정부간 기구들에 의해 금지하는 것으로 제정된 적어도 4가지 부류의 공해물질, 즉, 일산화탄소(CO), 미연소 탄화수소(HCs), 질소의 산화물(NOx) 및 미립자 물질(PM)을 일반적으로 함유하는 배기 배출물을 생성한다. 산화 촉매(또는 디젤 산화 촉매)로서 알려진 배출물 제어 장치가 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기 배출물에서 미립자 물질(PM)의 휘발성 유기 분율(VOF)을 포함하여 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HCs)를 처리하기 위해 통상 사용된다. 이러한 촉매는 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 산화시킴으로써 처리하고, 탄화수소(HCs)를 물(H2O) 및 이산화탄소(CO2)로 산화시킴으로써 처리한다.
압축 점화 엔진을 위한 산화 촉매는 전형적으로 기질 상에 코팅된 백금족 금속(PGMs) 및 지지체 재료를 포함한다. 그러나, 산화 촉매는 냉시동으로부터 그것들의 효과적인 운전 온도까지 가열하는데 몇 분이 걸리고, 그 시간 안에 상당한 양의 공해물질이 공기 중으로 방출될 수 있다.
산화 촉매를 그것의 효과적인 운전 온도까지 가져오는 한가지 방법은 전기 히터를 배기 시스템 또는 배출물 제어장치에 포함시키는 것이다. 예를 들면, EP 0579415 A1은 배기 시스템에서 촉매를 위한 상류 히터를 기술한다. 배기 시스템은 공기 공해와 싸우기 위해 배기가스의 처리를 위한 촉매, 그리고 촉매가 그것의 효과적인 반응 온도에 이르는데 걸리는 시간을 줄이기 위한 촉매의 상류의 비촉매 히터를 함유한다. 히터는 제곱센티미터당 적어도 15개의 가열된 채널들을 가지며, 가열된 채널들은 그것들을 통한 가스 흐름에 직각에서 측정한 바, 길이가 1.0 cm 미만이어서, 운전시 가스는 채널들을 통과하고, 이로써 촉매에 이르기 전에 가열된다.
PGM 및 알루미나 기재 지지체 재료의 조합을 포함하는 산화 촉매는 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스에서의 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HCs)를 향해 양호한 산화 활성을 나타낸다. 그러나, 이러한 촉매는 냉시동으로부터 그것들의 효과적인 작동 온도(예를 들면 라이트오프 온도)로 가열하는데 상당한 양의 시간이 걸린다. 촉매는 또한 차량의 아이들링 동안에 또는 정지/시동 모드를 갖는 엔진을 갖는 차량에서 사용했을 때 그것의 효과적인 운전 온도 아래의 온도로 냉각될 수 있다.
백금 및 팔라듐과 같은 백금족 금속은 배출물 제어장치의 고가의 구성물들이다. 점점더 엄격해지는 환경상의 법률제정으로, 산화 촉매의 백금족 금속 함량을 증가시키지 않고 향상된 활성을 갖는 배출물 제어장치를 제공하기 위한 제조업자들의 압박이 있다.
본 발명은 백금족 금속(PGM) 및 알루미나 기재 지지체 재료 둘다의 조합을 포함하는 압축 점화 엔진을 위한 산화 촉매에 관련된다. 따라서, 본 발명은
(a) 전기적으로 가열가능한 기질 및 전기적으로 가열가능한 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제1 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제1 조성물을 포함하는 제1 촉매; 및
(b) 기질 및 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제2 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제2 조성물을 포함하는 제2 촉매를 포함하며;
여기서 제1 조성물의 로딩은 제2 조성물의 로딩보다 적은, 압축 점화 엔진을 위한 배출물 제어장치를 제공한다.
전기적으로 가열가능한 기질에 의해 제공된 부피를 이용하기 위해, 촉매학적으로 활성인 조성물이 전기적으로 가열가능한 기질 상에 포함된다. 본 발명자들은 알루미나가 단열재임을 인식하였다. 사실상, 알루미나의 비열 용량은 산화 촉매에서 통상 사용되는 다른 지지체 재료에 비해 비교적 높다(보고되기는 약 760 내지 900 J/kg.K). 주 기질에 비하여 전기적으로 가열된 기질 상의 알루미나 기재 지지체 재료의 더 낮은 열 물질(heat mass)은 전기적 가열 요소로부터의 열 전달을 돕는 것으로 생각된다.
PGM을 포함하는 조성물로 코팅된 전기적으로 가열된 기질의 조합은 배기 시스템의 온도에 있어서 신속한 증가를 가져올 수 있어서, 제2 촉매가 냉시동 후에 그것의 효과적인 운전 온도까지 신속하게 가져오게 된다. 이것은 배출물 제어장치가 차거운 상태의 엔진을 시동 후 훨씬 더 곧바로 일산화탄소(CO), 탄화수소(HCs) 및 질소 산화물(NOx)을 산화시킬 수 있음을 의미한다. 그 결과, 백금과 팔라듐의 같은 전체적인 양을 갖는 종래의 산화 촉매에 비하여 배출물 제어장치로부터 직접 대기로 배출되는(예를 들면, 표준 드라이브 사이클에 대한 척도로서) CO 및 HCs의 전체적인 양에 있어서 감소가 있을 수 있다.
본 발명의 배출물 제어장치에서 제1 촉매는 또한 차량의 아이들링 동안, 또는 압축 점화 엔진이 일시적으로 정지되었을 때와 같은, 배기가스 온도가 감소하기 시작할 때 그것의 효과적인 운전 온도에서 또는 그 위에서 제2 촉매의 온도를 유지할 수 있다. 전기적으로 가열가능한 기질 상의 촉매학적으로 활성인 코팅(예를 들면 제1 조성물)의 존재는 또한 코팅 자체가 그것의 효과적인 운전 온도에 이를 때 발열을 발생시킬 것이기 때문에 기질의 전체적인 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 또한 압축 점화 엔진을 위한 배기 시스템을 제공한다. 배기 시스템은 본 발명의 배출물 제어장치를 포함한다.
본 발명은 또한 차량에 관련된다. 차량은 압축 점화 엔진 및 본 발명의 배출물 제어장치나 아니면 본 발명의 배기 시스템을 포함한다.
본 발명의 추가의 양태는 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스를 처리하기 위한 배출물 제어장치의 사용에 관련되며, 여기서 배출물 제어장치는
(a) 전기적으로 가열가능한 기질 및 전기적으로 가열가능한 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제1 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제1 조성물을 포함하는 제1 촉매; 및
(b) 기질 및 기질 상에 배치된, 알루미나 및 제2 백금족 금속(PGM)을 포함하는 제2 조성물을 포함하는 제2 촉매를 포함하며; 여기서 제1 조성물의 로딩은 제2 조성물의 로딩보다 적다.
본 발명은 또한 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스를 처리하는 방법을 제공하는데, 방법은 본 발명의 배출물 제어장치를 통해 배기가스를 통과시키는 것을 포함한다.
압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스를 처리하는 것에 대한 어떤 문헌도 일산화탄소(CO), 탄화수소(HCs) 및 일산화질소(NO)를 산화시킴으로써와 같이, 배기가스에서의 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HCs)를 처리하는(예를 들면 산화시키는) 것을 포함한다.
도 1은 제1의 촉매학적으로 활성인 조성물로 코팅된 전기적으로 가열가능한 기질 또는 가열 디스크(1) 및 제2의 촉매학적으로 활성인 조성물로 코팅된 기질(2)을 갖는, 본 발명에 따르는 배출물 제어장치를 나타낸다. 전원 공급기구는 전극(3)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2는 전기적으로 가열가능한 기질의 단부 면(예를 들면 배출물 제어장치의 입구 측으로부터 전면)을 나타낸다.
제1 촉매를 전기적으로 가열함으로써, 제1 조성물은 그것의 효과적인 온도(예를 들면 그것의 라이트오프 온도)까지 신속하게 가져온다. 이것은 촉매를 통해 기질로 통과하는 배기가스로부터의 열전달에 의존하는 것보다 훨씬 더 빠르게 일어난다. 제1 촉매가 그것의 효과적인 온도에 이르렀을 때, 그것은 발열 반응(예를 들면 CO 및/또는 탄화수소의 산화)을 촉매작용하기 시작할 수 있다. 발생되는 열은 제2 촉매를 그것의 효과적인 운전 온도까지 가져오는데에 조력할 수 있다.
본 발명의 배출물 제어장치는 압축 점화 엔진, 특히 디젤 엔진에 적합하다. 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스의 온도는 일반적으로 같은 용량의 스파크 점화 엔진(예를 들면 가솔린 스파크 점화 엔진)에 의해 생성된 배기가스의 온도보다 일반적으로 더 낮다. 원칙적으로, 본 발명의 배출물 제어장치는 엔진 시동 후 배기가스를 신속하게 가열하는 것이 환경상의 법률제정 요건을 충족하는데 조력하게 될 캘리포니아와 같은 영토에서 스파크 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 배출물 제어장치는 디젤 엔진과 같은 압축 점화 엔진에 특히 유리하다.
배출물 제어장치는 제1 촉매 및 제2 촉매를 포함한다. 배출물 제어장치는 제1 촉매 및 제2 촉매로 구성된다.
일반적으로, 제1 촉매 및 제2 촉매는 산화 촉매이다. 따라서, 제1 촉매 및/또는 제2 촉매는 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스에서 일산화탄소(CO), 탄화수소(HCs) 및 선택적으로 질소의 산화물(NOx)을 산화시키기 위한 것이다. 전형적으로, 제1 촉매는 디젤 산화 촉매(DOC)로서 사용하기 위한 것이다.
제1 촉매는 전기적으로 가열가능한 기질 및 전기적으로 가열가능한 기질 상에 배치된 제1 조성물을 포함한다. 제1 촉매 일반적으로 단일의 전기적으로 가열가능한 기질을 포함한다. 따라서, 제1 촉매는 전기적으로 가열가능한 기질 및 제1 조성물로 구성될 수 있다. 제1 촉매는 전형적으로 전력 연결부, 바람직하게는 적어도 2개의 전력 연결부, 보다 바람직하게는 단지 2개의 전력 연결부를 포함한다. 각 전력 연결부는 전기적으로 가열가능한 기질 및 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 촉매는 줄(Joule) 가열에 의해 가열될 수 있는데, 이때 레지스터를 통한 전류가 전기 에너지를 열 에너지로 전환시킨다.
전기적으로 가열가능한 기질은, 사용 중인, 전기적으로 가열하는 기질이다.
일반적으로, 전기적으로 가열가능한 기질은 금속을 포함한다. 금속은 전력 연결부 또는 전력 연결부들에 전기적으로 연결될 수 있다.
원칙적으로, 어떤 전기적으로 가열가능한 기질도 사용될 수 있다. 전기적으로 가열가능한 기질의 예들은 US 4,300,956, US 5,146,743 및 US 6,513,324에 기술되어 있다.
전형적으로, 전기적으로 가열가능한 기질은 전기적으로 가열가능한 벌집모양 기질이다. 전기적으로 가열가능한 기질은, 사용 중인, 전기적으로 가열하는 벌집모양 기질일 수 있다.
전기적으로 가열가능한 벌집모양 기질은 금속 모노리스를 포함할 수 있다. 금속 모노리스는 골진 금속 시트 또는 박을 포함할 수 있다. 골진 금속 시트 또는 박은 압연될 수도 있고, 권취될 수도 있고 또는 스택형성될 수도 있다. 골진 금속 시트가 압연되거나 권취될 때, 그것은 코일, 나선형상 또는 동심 패턴으로 압연 또는 권취될 수 있다.
전기적으로 가열가능한 기질, 금속 모노리스 및/또는 골진 금속 시트 또는 박의 금속은 Fecralloy®와 같은 알루미늄 페라이트 강을 포함할 수 있다.
전기적으로 가열가능한 기질은 가열 디스크를 포함할 수 있다. 일반적으로, 가열 디스크는 애노드로부터 캐소드로 전기 단락을 회피하기 위해 권취된다.
일반적으로, 전기적으로 가열가능한 기질의 셀 밀도는 제2 촉매의 기질의 셀 밀도보다 더 낮다.
전기적으로 가열가능한 기질은 50 내지 200 셀/제곱인치(cpsi), 바람직하게는 75 내지 175 cpsi의 셀 밀도를 가질 수 있다.
전형적으로, 전기적으로 가열가능한 기질의 축상 길이는 제2 촉매의 기질의 축상 길이보다 작다. 전기적으로 가열가능한 기질의 축상 길이는 제2 촉매의 기질의 축상 길이의 15 % 미만일 수 있다. 전기적으로 가열가능한 기질의 축상 길이는 제2 촉매의 기질의 축상 길이의 14 % 미만, 예를 들면 13 % 미만(예를 들면 10 % 미만)인 것이 바람직하다.
전형적으로, 제1 조성물은 전기적으로 가열가능한 기질의 표면에 직접 배치된다. 보통, 제1 조성물은 전기적으로 가열가능한 기질의 채널 벽의 표면에 직접 배치된다. 이것은 전기적으로 가열가능한 기질 상에 제1 조성물을 포함하는 워시코트를 코팅함으로써 달성될 수도 있다.
원칙적으로, 제1 조성물은 복수의 층들 및/또는 구역들을 포함할 수 있다. 제1 조성물은 단일 층을 포함하거나 단일 층으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 배출물 제어장치에서, 제1 조성물은 알루미나 및 제1 백금족 금속(PGM)을 포함한다. 일반적으로, 제1 조성물은 제1 PGM 및 제1 지지체 재료를 포함하고, 여기서 제1 지지체 재료는 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 조성물은 제1 PGM 및 제1 지지체 재료를 포함할 수도 있고 본질적으로 이것들로 구성될 수도 있다.
제1 지지체 재료는 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함할 수도 있고, 또는 본질적으로 이것들로 구성될 수도 있는데, 여기서 내화 산화물은 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 세리아로 구성되는 군으로부터 선택된다. 내화 산화물이 실리카인 것이 바람직하다.
제1 지지체 재료가 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함하거나 이것들로 구성될 때, 바람직하게는 제1 지지체 재료(예를 들면 혼합 산화물 또는 복합 산화물)은 적어도 50 내지 99 중량%의 알루미나, 보다 바람직하게는 70 내지 95 중량%의 알루미나, 더욱 더 바람직하게는 75 내지 90 중량%의 알루미나를 포함한다.
제1 지지체 재료는 알루미나를 포함하거나 또는 알루미나로 본질적으로 구성될 수 있다. 알루미나는 α-Al2O3, β-Al2O3, 또는 γ-Al2O3가 될 수 있다. 알루미나는 γ-Al2O3를 포함하거나 또는 이것으로 본질적으로 구성되는 것이 바람직하다.
제1 지지체 재료는 도판트로 도핑된 알루미나를 포함할 수 있다. 도판트의 포함은 알루미나를 열에 안정화시킬 수 있고, 따라서 제1 지지체 재료를 안정화시킬 수 있다. 본문에서 "도핑된(doped)" 이라는 언급은 모두 알루미나의 벌크 또는 호스트 격자가 도판트로 치환 도핑되거나 간극에 도핑되는 재료를 말하는 것으로 이해해야 한다. 어떤 경우에는, 소량의 도판트가 알루미나의 표면에서 존재할 수도 있다. 그러나, 도판트의 대부분은 알루미나의 본체에 일반적으로 존재할 것이다.
알루미나가 도핑될 때, 전형적으로 도판트의 총량은 0.1 내지 5 중량%(즉, 알루미나의 중량%)이다. 도판트의 총량은 0.25 내지 2.5 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%(예를 들면, 약 1 중량%)인 것이 바람직하다.
알루미나는 규소(Si), 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 티타늄(Ti), 또는 지르코늄(Zr) 또는 이들의 두가지 이상의 조합을 포함하는 도판트로 도핑될 수 있다. 도판트는 규소의 산화물, 마그네슘의 산화물, 바륨의 산화물, 란타늄의 산화물, 세륨의 산화물, 티타늄의 산화물 또는 지르코늄의 산화물을 포함할 수 있고, 또는 본질적으로 이것들로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 도판트는 규소, 마그네슘, 바륨, 또는 세륨, 또는 이것들의 산화물, 특히 규소, 또는 세륨, 또는 이것들의 산화물을 포함하거나 이것들로 본질적으로 구성된다. 보다 바람직하게는, 도판트는 규소, 마그네슘, 또는 바륨, 또는 이것들의 산화물; 구체적으로 규소, 또는 마그네슘, 또는 이것들의 산화물; 특히 규소 또는 이것의 산화물을 포함하거나 이것들로 본질적으로 구성된다.
도판트로 도핑된 알루미나의 예들은 실리카로 도핑된 알루미나, 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나, 바륨 또는 산화 바륨으로 도핑된 알루미나, 산화 란타늄으로 도핑된 알루미나, 또는 세리아로 도핑된 알루미나, 특히 실리카로 도핑된 알루미나, 산화 란타늄으로 도핑된 알루미나, 또는 세리아로 도핑된 알루미나를 포함한다. 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나, 바륨 또는 산화 바륨으로 도핑된 알루미나, 또는 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나 또는 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나이다. 더욱 더 바람직하게는, 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나이다. 도판트로 도핑된 알루미나는 본 분야에 공지된 방법들을 사용하거나 또는, 예를 들어서, US 5,045,519에 기술된 방법에 의해서 제조될 수 있다.
알루미나가 실리카로 도핑된 알루미나일 때, 알루미나는 0.5 내지 45 중량%(즉, 알루미나의 중량%), 바람직하게는 1 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 1.5 내지 30 중량%(예를 들면 1.5 내지 10 중량%), 구체적으로 2.5 내지 25 중량%, 보다 구체적으로 3.5 내지 20 중량%(예를 들면 5 내지 20 중량%), 더욱 더 바람직하게는 4.5 내지 15 중량%의 총량으로 실리카로 도핑된다.
알루미나가 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나일 때, 알루미나는 위에서 한정한 것과 같은 양으로 또는 1 내지 30 중량%(즉, 알루미나의 중량%), 바람직하게는 5 내지 25 중량%의 양으로 마그네슘으로 도핑된다.
제1 지지체 재료는 알칼리토 금속 알루미네이트를 포함할 수도 있고, 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수 있다. 용어 "알칼리토 금속 알루미네이트"는 일반적으로 식 MAl2O4의 화합물을 말하며, 여기서 "M"은 Mg, Ca, Sr 또는 Ba와 같은 알칼리토 금속을 나타낸다. 이러한 화합물들은 일반적으로 스피넬 구조를 포함한다. 이들 화합물은 본 분야에 잘 공지된 종래의 방법들을 사용하거나 또는, 예를 들어서, EP 0945165, US 6,217,837 또는 US 6,517,795에 기술된 방법을 사용함으로써 제조될 수 있다.
전형적으로, 알칼리토 금속 알루미네이트는 마그네슘 알루미네이트(MgAl2O4), 칼슘 알루미네이트(CaAl2O4), 스트론튬 알루미네이트(SrAl2O4), 또는 바륨 알루미네이트(BaAl2O4), 또는 이들의 두가지 이상의 혼합물이다. 바람직하게는, 알칼리토 금속 알루미네이트는 마그네슘 알루미네이트(MgAl2O4)이다.
제1 지지체 재료는 바람직하게는, 도핑되지 않은, 알루미나(예를 들면 γ-알루미나)를 포함할 수도 있고, 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수 있다. 제1 지지체 재료에 도판트의 포함은 제1 조성물의 촉매 활성을 감소시킬 수도 있다.
전형적으로, 제1 촉매 또는 제1 조성물, 바람직하게는 제1 촉매는, 0.1 내지 4.0 g　in-3(예를 들면 0.25 내지 3.5 g　in-3), 바람직하게는 0.3 내지 3.0 g　in-3, 더욱 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.7 g　in-3, 및 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 2.5 g　in-3(예를 들면 0.75 내지 2.3 g　in- 3)의 제1 지지체 재료의 양을 포함한다.
제1 촉매 또는 제1 조성물, 바람직하게는 제1 촉매는, 제1 지지체 재료의 총 로딩을 포함한다. 제2 촉매 또는 제2 조성물, 바람직하게는 제2 촉매는, 제2 지지체 재료의 총 로딩을 포함한다. 바람직하게는, 제1 지지체 재료의 총 로딩은 제2 지지체 재료의 총 로딩보다 적다.
원칙적으로, 제1 촉매 또는 제1 조성물은 제1 지지체 재료를 포함하여 복수의 지지체 재료를 포함할 수도 있다. 그러나, 제1 촉매 또는 제1 조성물은 제1 지지체 재료인 단일 지지체 재료를 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다.
제1 촉매 및 제2 촉매는 각각 알루미나의 총 로딩을 포함할 것이다. 일반적으로, 제1 촉매의 알루미나의 총 로딩은 제2 촉매의 알루미나의 총 로딩보다 적은 것이 바람직하다. 제1 촉매의 알루미나의 총 로딩은 제2 촉매의 알루미나의 총 로딩의 95 % 미만, 바람직하게는 90 % 미만일 수 있다.
전형적으로, 제1 백금족 금속(PGM)은 제1 지지체 재료 상에 배치되거나 지지된다. 제1 PGM은 제1 지지체 재료 상에 직접 배치될 수도 있고 또는 제1 지지체 재료에 의해 직접 지지된다(예를 들면, 제1 PGM 및 제1 지지체 재료 사이에 개재하는 지지체 재료가 없다). 예를 들면, 제1 PGM은 제1 지지체 재료 위에 분산될 수 있고 및/또는 제1 지지체 재료에 함침될 수 있다.
일반적으로, 제1 백금족 금속(PGM)은 백금, 팔라듐, 금 및 이들의 두가지 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 제1 PGM은 백금을 포함할 수도 있고 또는 백금으로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제1 PGM은 팔라듐을 포함할 수도 있고 또는 팔라듐으로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제1 PGM은 백금과 팔라듐의 조합을 포함할 수도 있고 또는 이것들로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제1 PGM은 팔라듐과 금의 조합, 바람직하게는 팔라듐과 금의 합금을 포함할 수도 있고 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수도 있다.
전형적으로, 제1 촉매 또는 제1 조성물, 바람직하게는 제1 촉매는, 10 내지 300 g ft-3, 보다 바람직하게는 20 내지 250 g ft-3, 더욱 보다 바람직하게는, 25 내지 200 g ft-3, 및 더욱 더 바람직하게는 35 내지 150 g ft- 3 인 제1 PGM의 총량을 갖는다.
제1 백금족 금속(PGM)이 백금과 팔라듐의 조합을 포함하거나 이것으로 본질적으로 구성될 때, 백금 대 팔라듐의 중량비는 바람직하게는 10:1 내지 1:2, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:15, 더욱 더 바람직하게는 4:1 내지 1:1, 예를 들면 3:1 내지 1.5:1이다.
제1 촉매는, 제1 PGM의 총 로딩을 포함한다. 제2 촉매는, PGM(즉, 제2 PGM)의 총 로딩을 포함한다. 바람직하게는, 제1 PGM의 총 로딩은 제2 촉매의 PGM의 총 로딩보다 적다.
제1 조성물은 알칼리토 금속을 더 포함할 수 있다. 알칼리토 금속은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 또는 이들의 두가지 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 알칼리토 금속은 바람직하게는 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 또는 바륨(Ba), 보다 바람직하게는 스트론튬(Sr) 또는 바륨(Ba)이고, 가장 바람직하게는 알칼리토 금속은 바륨(Ba)이다.
제1 촉매 또는 제1 조성물은 탄화수소 흡착제를 더 포함할 수 있다. 탄화수소 흡착제는 제올라이트, 활성탄, 다공성 그라파이트 및 이들의 두가지 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 탄화수소 흡착제는 제올라이트인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제올라이트는 중간 기공 제올라이트(예를 들면, 8개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 갖는 제올라이트) 또는 대기공 제올라이트(예를 들면, 10개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 갖는 제올라이트)이다. 적합한 제올라이트 또는 제올라이트의 유형의 예들은 파우저사이트, 클리노프틸롤라이트, 모데나이트, 실리칼라이트, 페리어라이트, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 초안정 제올라이트 Y, AEI 제올라이트, ZSM-5 제올라이트, ZSM-12 제올라이트, ZSM-20 제올라이트, ZSM-34 제올라이트, CHA 제올라이트, SSZ-3 제올라이트, SAPO-5 제올라이트, 오프레타이트, 베타 제올라이트 또는 구리 CHA 제올라이트를 포함한다. 제올라이트는 바람직하게는 ZSM-5, 베타 제올라이트 또는 Y 제올라이트이다.
제1 촉매가 탄화수소 흡착제를 포함할 때, 전형적으로 탄화수소 흡착제의 총량은 0.05 내지 1.5 g in-3, 구체적으로 0.10 내지 1.0 g in-3, 보다 구체적으로 0.2 내지 0.8 g in-3이다.
본 발명의 제1 촉매는 선택적으로 산소 저장 재료를 더 포함한다. 이러한 재료는 본 분야에 잘 공지되어 있다. 산소 저장 재료는 세리아(CeO2) 및 세리아-지르코니아(CeO2-ZrO2), 예를 들면, 세리아-지르코니아 고용체로부터 선택될 수 있다.
일반적으로 제1 촉매는 로듐(Rh)을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 로듐은 통상 가솔린 엔진과 같은 스파크 점화 엔진을 위한 3-원 촉매에 포함된다. 그러나, 본 발명은 주로 디젤 엔진과 같은 압축 점화 엔진과 관련된다.
제1 촉매는 로듐(Rh), 탄화수소 흡착제, 알칼리 금속(예를 들면 Li, Na, K) 및 알칼리토 금속(예를 들면 Mg, Ca, Sr, Ba)을 포함하지 않는 것이 또한 바람직하다.
제2 조성물은 단일 층을 포함할 수도 있고, 또는 단일 층으로 구성될 수도 있다. 대안으로는, 제2 조성물은 복수의 층을 포함할 수 있다.
제2 조성물이 복수의 층을 포함할 때, 제1 층은 기질 상에 배치될 수 있고(즉, 직접 배치될 수 있고), 제2 층은 제1 층 상에 배치될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 제2 조성물이 복수의 층을 포함할 때, 제1 층은 기질 상에 배치될 수 있고 제2 층은 기질 상에 배치될 수 있다. 제1 층 및 제2 층은 기질 상에 나란히 배치될 수 있다. 예를 들어서, 제1 층은 제2 층의 상류에 배치될 수 있다. 일부 또는 부분(예를 들면, 모두가 아님)으로서 (a) 제1 층이 제2 층 상에 배치될 수 있거나 아니면 (b) 제2 층이 제1 층 상에 배치될 수 있다. 이러한 배열에서는, 제1 층 및 제2 층 사이에 중첩이 있다.
제2 조성물이 복수의 층을 포함한다면, 적어도 한 층(예를 들면 제1 층 및/또는 제2 층)은 제2 PGM을 포함하고 적어도 한 층(예를 들면 제1 층 및/또는 제2 층)은 알루미나를 포함하며, 바람직하게는 제2 지지체 재료가 알루미나를 포함한다. 같은 층(예를 들면 제1 층 또는 제2 층)이 제2 PGM 및 제2 지지체 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 촉매는 기질을 포함한다. 제2 촉매의 기질은 전기적으로 가열가능한 기질이 아니다(예를 들면, 사용 중인, 전기적으로 가열하는 기질이 아니다). 제2 촉매는 기질을 전기적으로 가열하기 위한 전력 연결부를 포함하지 않는다. 제2 촉매의 기질은 가열 디스크를 포함하지 않는다.
제2 촉매의 기질은 전형적으로 200 내지 800 cpsi, 바람직하게는 250 내지 700 cpsi, 보다 바람직하게는 300 내지 600 cpsi의 셀 밀도를 갖는다.
전형적으로, 기질은 모노리스이다(본원에서 기질 모노리스로도 언급됨). 이러한 모노리스는 본 분야에 잘 알려져 있다. 기질 모노리스는 관통형(flow-through) 모노리스 또는 필터링 모노리스일 수 있다. 기질 모노리스가 관통형 모노리스인 것이 바람직하다.
관통형 모노리스는 전형적으로 채널들이 양 단부에서 개방되어 있는 복수의 채널들이 통해서 연장되어 있는 벌집모양 모노리스(예를 들면, 금속 또는 세라믹 벌집모양 모노리스)를 포함한다. 기질이 관통형 모노리스일 때, 제2 촉매는 전형적으로 디젤 산화 촉매(DOC)이거나 또는 디젤 산화 촉매(DOC)로서 사용하기 위한 것이다.
필터링 모노리스는 부분 필터 기질 모노리스이거나 또는 벽 유동형(wall flow) 필터 기질 모노리스일 수 있다. 필터링 모노리스는 벽 유동형 필터 기질 모노리스인 것이 바람직하다.
전형적으로, 부분 필터 기질 모노리스는 수집 요소(예를 들어서, 그을음 입자와 같은 미립자 물질을 위한 것) 및 복수의 채널들(즉, 배기가스가 통과해 흐르기 위한 것)을 가지며, 여기서 각 채널은 적어도 하나의 개방 단부를 갖는다(바람직하게는 각 채널은 두개의 개방 단부를 갖는다(즉, 각 채널이 양 단부가 개방되어 있음)).
일반적으로, 부분 필터 기질 모노리스는 채널들의 경계를 한정하는 복수의 벽들을 갖는다. 전형적으로, 수집 요소는 복수의 벽 내의 복수의 휨부이다. 각 벽은 휨부를 갖지 않을 수도 있고 또는 하나 이상의 휨부를 가질 수도 있다. 각 휨부는 기질 모노리스를 통해 흐르는 배기가스 내의 모든 미립자 물질에 장애물로서 역할을 한다. 각 휨부는 플랩 또는 날개 모양 형상을 가질 수도 있고, 전형적으로, 각 휨부는 벽의 평면으로부터(예를 들어서, 각도를 이루어) 돌출한다. 각 휨부는 기질 모노리스의 벽 내의 개구부와 조합되는 것이 바람직하다. 벽 내의 각 개구부는 배기가스가 한 채널로부터 이웃 채널로 흐르도록 허용한다. 부분 필터 기질 모노리스는 WO 01/80978 및 EP 1057519에 개시되어 있다.
벽 유동형 필터 기질 모노리스는 일반적으로 복수의 입구 채널들 및 복수의 출구 채널들을 포함하고, 여기서 입구 채널들은 상류 단부(즉, 배기가스 입구 측)에서 개방되어 있고 하류 단부(즉, 배기가스 출구 측)에서 막혀 있거나 밀봉되어 있으며, 출구 채널들은 상류 단부에서 막혀 있거나 밀봉되어 있고 하류 단부에서 개방되어 있고, 여기서 각 입구 채널은 다공성 구조에 의해 출구 채널로부터 분리되어 있다. 기질이 벽 유동형 필터 기질 모노리스일 때, 본 발명의 제2 촉매는 전형적으로 촉매화된 그을음 필터(CSF)이거나 또는 촉매화된 그을음 필터(CSF)로서 사용하기 위한 것이다.
벽 유동형 필터 기질 모노리스에서, 각 입구 채널은 다공성 구조의 벽에 의해 출구 채널로부터 교대로 분리되어 있고 반대로도 성립한다. 입구 채널들 및 출구 채널들은 벌집모양 배열로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 벌집모양 배열이 있을 때, 입구 채널에 수직으로 및 측면으로 인접한 채널들은 상류 단부에서 막혀있는 것이 바람직하고 반대로 되어 있는 것(즉, 출구 채널에 수직으로 및 측면으로 인접한 채널들이 하류 단부에서 막혀있는 것)도 바람직하다. 어느 단부에서 보았을 때에도, 채널들의 교대로 막히고 개방된 단부들은 체스보드의 외관을 취한다.
원칙적으로, 제2 촉매의 기질은 어떤 형상이나 크기로도 될 수 있다. 그러나, 기질의 형상 및 크기는 보통 촉매에서의 촉매학적으로 활성인 물질의 배기가스에의 노출을 최적화하도록 선택된다. 기질은, 예를 들어서, 관형, 섬유상 또는 미립자 형태를 가질 수 있다. 적합한 지지 기질의 예들은 모노리스 벌집모양 코디어라이트 형의 기질, 모노리스 벌집모양 SiC 형의 기질, 층으로 된 섬유 또는 편직물 형의 기질, 발포체 형의 기질, 크로스플로 형의 기질, 금속 와이어 메시 형의 기질, 금속 다공질체 형의 기질 및 세라믹 입자 형의 기질을 포함한다.
제2 조성물은 제2 촉매의 기질, 바람직하게는 기질의 채널 벽들 상에 배치된다. 제2 조성물은 전형적으로 기질 상에 워시코트(예를 들면, 제2 조성물을 포함하는 워시코트)를 코팅함으로써 기질 상에 배치된다.
본 발명의 배출물 제어장치에서, 제2 조성물은 알루미나 및 제2 백금족 금속(PGM)을 포함한다. 일반적으로, 제2 조성물은 제2 PGM 및 제2 지지체 재료를 포함하고, 여기서 제2 지지체 재료는 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다. 제2 조성물은 제2 PGM 및 제2 지지체 재료를 포함할 수도 있고 본질적으로 이것들로 구성될 수도 있다.
제2 지지체 재료는 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함할 수도 있고, 또는 본질적으로 이것들로 구성될 수도 있는데, 여기서 내화 산화물은 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 세리아로 구성되는 군으로부터 선택된다. 내화 산화물이 실리카인 것이 바람직하다.
제2 지지체 재료가 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함하거나, 또는 본질적으로 이것들로 구성될 때, 바람직하게는 제2 지지체 재료(예를 들면 혼합 산화물 또는 복합 산화물)는 적어도 50 내지 99 중량%의 알루미나, 보다 바람직하게는 70 내지 95 중량%의 알루미나, 더욱 더 바람직하게는 75 내지 90 중량%의 알루미나를 포함한다.
제2 지지체 재료는 알루미나를 포함하거나 또는 알루미나로 본질적으로 구성될 수 있다. 알루미나는 α-Al2O3, β-Al2O3, 또는 γ-Al2O3가 될 수 있다. 알루미나는 γ-Al2O3를 포함하거나 또는 이것으로 본질적으로 구성되는 것이 바람직하다.
제2 지지체 재료는 도판트로 도핑된 알루미나를 포함할 수 있다. 도판트의 포함은 알루미나를 열에 안정화시킬 수 있고, 따라서 제2 지지체 재료를 안정화시킬 수 있다. 알루미나가 도핑될 때, 전형적으로 도판트의 총량은 0.1 내지 5 중량%(즉, 알루미나의 중량%)이다. 도판트의 총량은 0.25 내지 2.5 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%(예를 들면, 약 1 중량%)인 것이 바람직하다.
알루미나는 규소(Si), 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 티타늄(Ti), 또는 지르코늄(Zr) 또는 이들의 두가지 이상의 조합을 포함하는 도판트로 도핑될 수 있다. 도판트는 규소의 산화물, 마그네슘의 산화물, 바륨의 산화물, 란타늄의 산화물, 세륨의 산화물, 티타늄의 산화물 또는 지르코늄의 산화물을 포함할 수 있고, 또는 본질적으로 이것들로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 도판트는 규소, 마그네슘, 바륨, 또는 세륨, 또는 이것들의 산화물, 특히 규소, 또는 세륨, 또는 이것들의 산화물을 포함하거나 이것들로 본질적으로 구성된다. 보다 바람직하게는, 도판트는 규소, 마그네슘, 또는 바륨, 또는 이것들의 산화물; 구체적으로 규소, 또는 마그네슘, 또는 이것들의 산화물; 특히 규소 또는 이것의 산화물을 포함하거나 이것들로 본질적으로 구성된다.
도판트로 도핑된 알루미나의 예들은 실리카로 도핑된 알루미나, 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나, 바륨 또는 산화 바륨으로 도핑된 알루미나, 산화 란타늄으로 도핑된 알루미나, 또는 세리아로 도핑된 알루미나, 특히 실리카로 도핑된 알루미나, 산화 란타늄으로 도핑된 알루미나, 또는 세리아로 도핑된 알루미나를 포함한다. 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나, 바륨 또는 산화 바륨으로 도핑된 알루미나, 또는 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나 또는 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나이다. 더욱 더 바람직하게는, 도판트로 도핑된 알루미나는 실리카로 도핑된 알루미나이다.
알루미나가 실리카로 도핑된 알루미나일 때, 알루미나는 0.5 내지 45 중량%(즉, 알루미나의 중량%), 바람직하게는 1 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 1.5 내지 30 중량%(예를 들면 1.5 내지 10 중량%), 구체적으로 2.5 내지 25 중량%, 보다 구체적으로 3.5 내지 20 중량%(예를 들면 5 내지 20 중량%), 더욱 더 바람직하게는 4.5 내지 15 중량%의 총량으로 실리카로 도핑된다.
알루미나가 산화 마그네슘으로 도핑된 알루미나일 때, 알루미나는 위에서 한정한 것과 같은 양으로 또는 1 내지 30 중량%(즉, 알루미나의 중량%), 바람직하게는 5 내지 25 중량%의 양으로 마그네슘으로 도핑된다.
제2 지지체 재료는 알칼리토 금속 알루미네이트(예를 들어서, 식 MAl2O4의 화합물, 여기서 "M"은 Mg, Ca, Sr 또는 Ba와 같은 알칼리토 금속을 나타낸다)를 포함할 수도 있고, 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수 있다. 이러한 화합물들은 일반적으로 스피넬 구조를 포함한다.
전형적으로, 알칼리토 금속 알루미네이트는 마그네슘 알루미네이트(MgAl2O4), 칼슘 알루미네이트(CaAl2O4), 스트론튬 알루미네이트(SrAl2O4), 또는 바륨 알루미네이트(BaAl2O4), 또는 이들의 두가지 이상의 혼합물이다. 바람직하게는, 알칼리토 금속 알루미네이트는 마그네슘 알루미네이트(MgAl2O4)이다.
제2 지지체 재료는 바람직하게는, 도핑되지 않은, 알루미나(예를 들면 γ-알루미나)를 포함할 수도 있고, 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수 있다. 제2 지지체 재료에 도판트의 포함은 제2 조성물의 촉매 활성을 감소시킬 수도 있다.
전형적으로, 제2 촉매는, 0.1 내지 4.5 g　in-3(예를 들면 0.25 내지 4.2 g　in-3), 바람직하게는 0.3 내지 4.0 g　in-3, 더욱 보다 바람직하게는 0.5 내지 3.5 g　in-3, 및 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 3.0 g　in-3(예를 들면 1.3 내지 2.5 g　in-3)의 제2 지지체 재료의 양을 포함한다.
제2 촉매 또는 제2 조성물은 복수의 지지체 재료(즉, 제2 지지체 재료를 포함하여)를 포함할 수도 있으며, 특히 제2 조성물이 복수의 층들을 포함할 때 그러하다.
제2 촉매 또는 제2 조성물은 제2 지지체 재료인 단일 지지체 재료를 포함할 수도 있다.
전형적으로, 제2 백금족 금속(PGM)은 제2 지지체 재료 상에 배치되거나 지지된다. 제2 PGM은 제2 지지체 재료 상에 직접 배치될 수도 있고 또는 제2 지지체 재료에 의해 직접 지지된다(예를 들면, 제2 PGM 및 제2 지지체 재료 사이에 개재하는 지지체 재료가 없다). 예를 들면, 제2 PGM은 제2 지지체 재료 위에 분산될 수 있고 및/또는 제2 지지체 재료에 함침될 수 있다.
일반적으로, 제2 백금족 금속(PGM)은 백금, 팔라듐, 금 및 이들의 두가지 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다. 제2 PGM은 백금을 포함할 수도 있고 또는 백금으로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제2 PGM은 팔라듐을 포함할 수도 있고 또는 팔라듐으로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제2 PGM은 백금 및 팔라듐의 조합을 포함할 수도 있고 또는 이것들로 본질적으로 구성될 수도 있다. 제2 PGM은 팔라듐과 금의 조합, 바람직하게는 팔라듐과 금의 합금을 포함할 수도 있고 또는 이것들로 본질적으로 구성될 수도 있다.
전형적으로, 제2 PGM의 총량은 10 내지 300 g ft-3, 보다 바람직하게는 20 내지 250 g ft-3, 더욱 보다 바람직하게는, 25 내지 200 g ft-3, 및 더욱 더 바람직하게는 35 내지 150 g ft-3이다.
제2 촉매 또는 제2 조성물은 알칼리토 금속을 더 포함할 수 있다. 알칼리토 금속은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 또는 이들의 두가지 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 알칼리토 금속은 바람직하게는 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 또는 바륨(Ba), 보다 바람직하게는 스트론튬(Sr) 또는 바륨(Ba)이고, 가장 바람직하게는 알칼리토 금속은 바륨(Ba)이다.
제2 촉매 또는 제2 조성물은 탄화수소 흡착제를 더 포함할 수 있다. 탄화수소 흡착제는 제올라이트, 활성탄, 다공성 그라파이트 및 이들의 두가지 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 탄화수소 흡착제는 제올라이트인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제올라이트는 중간 기공 제올라이트(예를 들면, 8개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 갖는 제올라이트) 또는 대 기공 제올라이트(예를 들면, 10개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 갖는 제올라이트)이다. 적합한 제올라이트 또는 제올라이트의 유형의 예들은 파우저사이트, 클리노프틸롤라이트, 모데나이트, 실리칼라이트, 페리어라이트, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 초안정 제올라이트 Y, AEI 제올라이트, ZSM-5 제올라이트, ZSM-12 제올라이트, ZSM-20 제올라이트, ZSM-34 제올라이트, CHA 제올라이트, SSZ-3 제올라이트, SAPO-5 제올라이트, 오프레타이트, 베타 제올라이트 또는 구리 CHA 제올라이트를 포함한다. 제올라이트는 바람직하게는 ZSM-5, 베타 제올라이트 또는 Y 제올라이트이다.
제2 촉매 또는 제2 조성물이 탄화수소 흡착제를 포함할 때, 전형적으로 탄화수소 흡착제의 총량은 0.05 내지 2.2 g in-3, 구체적으로 0.10 내지 1.2 g in-3, 보다 구체적으로 0.2 내지 1.0 g in-3이다.
제2 촉매 또는 제2 조성물은 선택적으로 산소 저장 재료를 더 포함한다. 이러한 재료는 본 분야에 잘 공지되어 있다. 산소 저장 재료는 세리아(CeO2) 및 세리아-지르코니아(CeO2-ZrO2), 예를 들면, 세리아-지르코니아 고용체로부터 선택될 수 있다.
일반적으로 제2 촉매는 로듐(Rh)을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 로듐은 통상 가솔린 엔진과 같은 스파크 점화 엔진을 위한 3-원 촉매에 포함된다. 그러나, 본 발명은 주로 디젤 엔진과 같은 압축 점화 엔진과 관련된다.
제2 촉매는 로듐(Rh), 탄화수소 흡착제, 알칼리 금속(예를 들면 Li, Na, K) 및 알칼리토 금속(예를 들면 Mg, Ca, Sr, Ba)을 포함하지 않는 것이 또한 바람직하다.
제1 촉매 및 제2 촉매를 제조하는 방법은 본 분야에 공지되어 있다. 예를 들어서, 본 출원인의 WO 99/47260, WO 2007/077462 및 WO 2011/080525 참조.
일반적으로, 제1 촉매는 제2 촉매의 상류에(예를 들면 곧바로 또는 직접 상류에) 배치된다. 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스는 제2 촉매 전에 제1 촉매와 접촉을 가져올 것이다. 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스는 본 발명의 배출물 제어장치와 직접 접촉을 가져오는 것이 바람직하다. 따라서, 배기가스는 어떤 다른 배출물 제어장치 전에 본 발명의 배출물 제어장치와 먼저 접촉을 가져오게 된다.
제1 촉매는 전형적으로 갭에 의해서와 같이 제2 촉매와 분리된다. 갭은 제1 촉매 및 제2 촉매 사이의 전기적으로 절연하는 갭인 것이 바람직하다. 이것은 제2 촉매가 제1 촉매와 전기적 접촉을 하는 것을 방지하기 위한 것이다.
갭은 전기적으로 가열가능한 기질 및 제2 촉매의 기질의 축상 길이의 방향으로 측정한 바, 1 mm 내지 50 mm의 길이를 가질 수 있다. 갭은 1 mm 내지 10 mm의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이것은 제1 촉매로부터 제2 촉매로 열이 쉽게 전달되는 것을 허용한다.
제1 촉매가 갭에 의해서와 같이 제2 촉매와 분리될 때, 일반적으로 제1 촉매 및 제2 촉매 사이에(즉, 갭에) 개재하는 배출물 제어장치가 없다. 제2 촉매는 제1 촉매에 직접 이어진다.
배출물 제어장치는 전형적으로 케이싱을 포함하고, 여기서 제1 촉매 및 제2 촉매는 케이싱 내에 배치된다. 케이싱은 배출물 제어장치의 입구 단부 및/또는 출구 단부를 나타내기 위해 하나 이상의 마킹을 가질 수 있다.
케이싱은 각 전력 연결부를 위한 전기적으로 절연하는 지지 요소를 포함할 수 있다. 제1 촉매의 각 전력 연결부는 전기적으로 절연하는 지지 요소를 통과할 수 있다.
케이싱은 금속 슬리브를 포함할 수도 있고, 또는 이것으로 본질적으로 구성될 수 있다.
본 발명은 또한 배출물 제어장치를 포함하는 배기 시스템을 제공한다. 배기 시스템은 전원을 더 포함할 수 있다. 전원은 각 전력 연결부(즉, 제1 촉매의 전력 연결부)에 전기적으로 연결될 수 있다.
전원 및 전력 연결부 사이에 연결된 스위치가 있을 수 있다. 스위치는 압축 점화 엔진이 시동하기 전(예를 들면, 압축 점화 1초 또는 2초 전)에 또는 압축 점화 엔진의 시동과 동시에 전류가 전원으로부터 제1 촉매에 흐르도록 허용할 수 있다.
전력 공급기구는 8 내지 28 볼트 전력 공급기구, 바람직하게는 12 내지 24 볼트 전력 공급기구일 수 있다.
배기 시스템은 온도 센서, 바람직하게는 복수의 온도 센서를 포함할 수 있다. 각 온도 센서는 열전쌍일 수 있다.
온도 센서(즉, 제1 온도 센서)는 제1 촉매의 상류에 위치될 수 있다. 이 온도 센서는 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어서, 그것은 온도 센서가 온도 한계(즉, 제1 온도 한계) 아래의 배기가스의 온도를 검출할 때 스위치가 닫히도록 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치가 닫힐 때, 전류는 전원으로부터 제1 촉매로 통과할 수 있다. 센서는 배기가스 온도가 제1 촉매의 효과적인 온도 아래일 때 제1 촉매의 전기적 가열을 촉발할 수 있다.
온도 센서(즉, 제2 온도 센서)는 제1 촉매 및 제2 촉매 사이에 위치될 수 있다. 이 온도 센서는 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어서, 그것은 온도 센서가 온도 한계(예를 들면, 제2 온도 한계) 위의 배기가스의 온도를 검출할 때 스위치가 열리도록 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치가 열릴 때, 전원 및 제1 촉매 사이의 전류는 끊어진다. 센서는 제1 촉매의 전기적 가열이 일단 어떤 온도, 예를 들어서, 제1 촉매가 효과적인 온도에 이르렀으면 제1 촉매의 전기적 가열을 중지할 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 그 또는 각 온도 센서는 컨트롤 모듈에 전기적으로 연결될 수 있다. 그 또는 각 온도 센서는 내장된 진단장치(on-board diagnostic: OBD) 목적을 위한 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 배출물 제어장치는 엔진으로부터의 배기가스의 출구(예를 들면, 엔진 매니폴드의 출구)로부터, 가스 유동 길이에 의해 측정한 바, 0.1 미터 내지 10 미터, 예를 들면 0.5 미터 내지 4 미터에 위치가능할 수 있다. 본 발명의 배출물 제어장치는 전기적으로 가열될 수 있기 때문에, 일체형 이음(close-coupled) 위치로 배기 시스템에 위치되지 않아도 된다. 이것은 배출물 제어장치가 차량 내 엔진에 대해 제한된 공간에 위치되지 않아도 되기 때문에 유리하다.
본 발명은 또한 배출물 제어장치 및 적어도 하나의 제2 배출물 제어장치를 포함하는 배기 시스템을 제공한다. 일반적으로, 배출물 제어장치는 제2 배출물 제어장치의 상류에 있다. 의심을 피하기 위해, 배출물 제어장치는 제2 배출물 제어장치와는 별도이다.
배기 시스템은 본 발명의 배출물 제어장치의 상류의 탄화수소 흡착제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
제1 촉매는 전형적으로 압축 점화 엔진의 배기가스 출구에 직접 결합된다. 이러한 배열에서, 압축 점화 엔진의 배기가스 출구 및 제1 촉매 사이에 개재하는 배출물 제어장치가 없다. 압축 점화 엔진에 의해 생성된 배기가스는 배기 시스템에서 제1 촉매로 직접 통과된다.
제2 배출물 제어장치와 같은 각 추가적인 배출물 제어장치는, 디젤 미립자 필터(DPF), NOx 흡착제 촉매(NAC), 희박 NOx 촉매(LNC), 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매, 디젤 산화 촉매(DOC), 촉매화 그을음 필터(CSF), 선택적 촉매 환원 필터(SCRFTM) 촉매, 및 이들의 두가지 이상의 조합으로부터 선택될 수 있다. 디젤 미립자 필터들(DPFs), NOx 흡착제 촉매들(NACs), 희박 NOx 촉매들(LNCs), 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매들, 디젤 산화 촉매들(DOCs), 촉매화 그을음 필터들(CSFs) 및 선택적 촉매 환원 필터(SCRFTM) 촉매들의 용어들로 표현되는 배출물 제어장치는 본 분야에 잘 공지되어 있다.
제1 배기 시스템 구체예에서, 배기 시스템은 본 발명의 배출물 제어장치 및 디젤 미립자 필터(DPF)나 아니면 촉매화 그을음 필터(CSF)를 포함한다. 배출물 제어장치는 전형적으로 디젤 미립자 필터(DPF) 또는 촉매화 그을음 필터(CSF)로 이어진다(예를 들어서 그것들의 상류에 있다). 따라서, 예를 들어서, 배출물 제어장치의 출구는 디젤 미립자 필터 또는 촉매화 그을음 필터의 입구에 연결된다.
제2 배기 시스템 구체예에서, 배기 시스템은 본 발명의 배출물 제어장치 및 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매를 포함한다. 본 발명의 배출물 제어장치는 전형적으로 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매로 이어진다(예를 들어서 그것의 상류에 있다).
제3 배기 시스템 구체예는 본 발명의 배출물 제어장치 및 선택적 촉매 환원 필터(SCRFTM) 촉매를 포함한다. 본 발명의 배출물 제어장치는 전형적으로 선택적 촉매 환원 필터(SCRFTM) 촉매로 이어진다(예를 들어서 그것의 상류에 있다).
제4 배기 시스템 구체예는 본 발명의 배출물 제어장치, 디젤 미립자 필터 또는 촉매화 그을음 필터(CSF), 및 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매를 포함하는 배기 시스템에 관련된다. 이 배열은 경량(light-duty) 디젤 차량을 위한 바람직한 배기 시스템이다. 배출물 제어장치는 전형적으로 디젤 미립자 필터 또는 촉매화 그을음 필터(CSF)로 이어진다(예를 들어서 그것들의 상류에 있다). DPF 또는 CSF는 전형적으로 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매로 이어진다(예를 들어서 그것의 상류에 있다).
제5 배기 시스템 구체예에서, 배기 시스템은 본 발명의 배출물 제어장치, 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 및 촉매화 그을음 필터(CSF)나 아니면 디젤 미립자 필터(DPF)를 포함한다. 본 발명의 배출물 제어장치는 전형적으로 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매로 이어진다(예를 들어서 그것의 상류에 있다). 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매는 전형적으로 촉매화 그을음 필터(CSF) 또는 디젤 미립자 필터(DPF)로 이어진다(예를 들어서 그것들의 상류에 있다).
질소계 환원제 인젝터는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매 또는 선택적 촉매 환원 필터(SCRFTM) 촉매의 직접 상류에 있을 수 있다. 따라서, 제2, 제3 및 제5 배기 시스템 구체예에서, 배출물 제어장치는 질소계 환원제 인젝터로 이어질 수 있고(예를 들어서 그것들의 상류에 있고), 질소계 환원제 인젝터는 SCR 촉매 또는 SCRFTM 촉매로 이어질 수 있다(예를 들어서 그것들의 상류에 있다). 제4 배기 시스템 구체예에서, DPF 또는 CSF는 질소계 환원제 인젝터로 이어질 수 있고(예를 들어서 그것들의 상류에 있고), 질소계 환원제 인젝터는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매로 이어진다(예를 들어서 그것의 상류에 있다).
본 발명은 또한 압축 점화 엔진 및 본 발명의 배기 시스템이나 아니면 본 발명의 배출물 제어장치를 포함하는 차량을 제공한다. 전형적으로, 배출물 제어장치는 압축 점화 엔진의 하류, 예를 들어서 압축 점화 엔진의 터보의 하류에 위치된다.
압축 점화 엔진은 바람직하게는 디젤 엔진이다.
압축 점화 엔진 또는 차량은 컨트롤 모듈을 더 포함할 수 있다. 컨트롤 모듈은 내장된 진단장치(OBDs)를 위한 제어 논리를 포함할 수 있다.
일반적으로, 컨트롤 모듈은 제1 촉매, 구체적으로 전기적으로 가열가능한 기질, 보다 바람직하게는 가열 디스크에 작동가능하게 연결된다(예를 들어서, 전기적으로 연결된다).
컨트롤 모듈은 바람직하게는 그 또는 각 온도 센서(예를 들면 제1 온도 센서 및/또는 제2 온도 센서)와 통신되어 있다.
컨트롤 모듈은 그 또는 각 온도 센서(예를 들면 제1 온도 센서 및/또는 제2 온도 센서)를 모니터링하기 위한 및/또는 배출물 제어장치의 온도 프로파일(예를 들면 전기적으로 가열가능한 기질이 활성화 또는 불활성화되어야 하는 온도)을 계산하기 위한 제어 논리를 포함할 수 있다. 컨트롤 모듈은 배기가스의 온도에 기초하여 배출물 제어장치를 선택적으로 활성화 또는 불활성화하기 위한 제어 논리를 포함할 수 있다.
차량은 전형적으로 교류 발전기 및/또는 배터리와 같은 전원을 포함한다. 제1 촉매를 위한 전원은 (예를 들어서, 차량의) 교류 발전기 및/또는 배터리인 것이 바람직하다.
차량은 미국 또는 유럽 입법제정에서 정의된 것과 같은, 경량 디젤 차량(LDV)일 수 있다. 경량 디젤 차량은 전형적으로 < 2840 kg의 중량, 보다 바람직하게는 < 2610 kg의 중량을 갖는다.
미국에서, 경량 디젤 차량(LDV)은 총 중량 ≤ 8,500 파운드(US lbs)를 갖는 디젤 차량을 말한다. 유럽에서는, 용어 경량 디젤 차량(LDV)은 (i) 운전석에 추가하여 8석 이하를 포함하고 최대 질량이 5톤을 초과하지 않는 승용 차량, 및 (ii) 12톤을 초과하지 않는 최대 질량을 갖는 물품 운반용 차량을 말한다.
대안으로는, 미국 입법제정에 정의된 것과 같은, 총 중량 > 8,500 파운드(US lbs)인 디젤 차량과 같은 중량급 디젤 차량(HDV)일 수 있다.
정의
본원에서 사용된 바와 같은 용어 "혼합 산화물"은 일반적으로 본 분야에 종래에 알려진 바와 같이, 단일 상의 산화물들의 혼합물을 말한다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "복합 산화물"은 일반적으로 본 분야에 종래에 알려진 바와 같이, 하나 보다 많은 상을 갖는 산화물들의 조성물을 말한다.
본원에서 사용된 바와 같은 두문자어 "PGM"는 "백금족 금속"을 말한다. 용어 "백금족 금속"은 일반적으로 주기율표의 금속들 Ru, Rh, Pd, Os, Ir 및 Pt, 특히 금속들 Ru, Rh, Pd, Ir 및 Pt를 말한다.
본원에서 g　ft-3(그램/세제곱피트) 또는 g　in-3(그램/세제곱인치) 등의 단위로 양을 언급한 것은 모두 기질의 부피에 대한 성분의 평균 중량(mean weight)을 말한다.
본원에서 사용된 표현 "본질적으로 구성되는"은 특징의 범위를 명시된 재료 또는 단계들, 및 예를 들어서 미량의 불순물과 같은 그 특징의 기본 특성에 영향을 실질적으로 미치지 않는 모든 재료 또는 단계들을 포함하도록 제한한다. 표현 "본질적으로 구성되는"은 표현 "구성되는"을 포함한다.
실시예
본 발명을 이제 이하의 비제한적인 실시예에 의해 예시하기로 한다.
기질
배출물 제어 장치의 제조를 위해 실시예 1 및 2의 각각에서 두가지 기질을 사용하였다. 제1 기질(1)은 전기적 가열 능력(예를 들면 히터 요소)을 가졌고 160 cpsi의 셀 밀도를 가졌다. 사용된 제1 기질(1)의 단부 면은 도 2에 나타낸다. 제1 기질(1)은 골진 시트 금속 층들로 형성된 벌집모양 본체를 포함한다. 골진 시트 금속 층들은 일련의 유지 핀(4)에 의해 코일로 된 위치에서 유지되고 층들 사이에 에어 갭(6)이 있다. 또한 제1 기질(1)을 전력 공급기구에 연결하기 위한 플러그 암 또는 전극(3)이 있다. 배출물 제어장치가 조립되었을 때, 제1 기질 및 다른 케이싱 사이에 에어 갭(7)이 있다.
제2 기질(2)은 전기적 가열 능력을 갖지 않았고 600 cpsi의 셀 밀도를 가졌다. 제2 기질은 디젤 산화 촉매에서 통상 사용되는 벌집모양 모노리스이었다.
두 기질을 같은 외부 금속 슬리브 내에 하우징하여 각 기질의 단지 한 면이 노출되도록 하였다. 제1 기질(1)은 금속 슬리브의 전방, 입구 단부에서 하우징되었고 제2 기질은 금속 슬리브의 후방, 출구 단부에서 하우징되었다(도 1에 나타냄).
실시예 1
제1의, 전기적으로 가열가능한 기질 코팅 (코팅 1)
알루미나 분말을 물에 슬러리형성시키고 d90 < 20 미크론으로 분쇄하였다. 백금 및 팔라듐의 용해성 염을 첨가하고 슬러리를 교반하여 균질화하였다. 결과된 워시코트를 160 cpsi를 갖는 제1 기질의 개방 면에 확립된 코팅 기술을 사용하여 도포하였다. 코팅을 이어서 건조시켰다.
제2 기질 코팅 (코팅 2)
제2 워시코트를 코팅 1에 대해 사용된 같은 방법을 사용하여 제조하되 슬러리는 더 높은 함량의 알루미나를 가졌다. 이 코팅을 600 cpsi를 갖는 제2 기질의 개방면에 확립된 코팅 기술을 사용하여 도포하였다. 코팅을 이어서 건조시키고 전체 부품을 500℃에서 하소시켰다.
제1 기질 상의 최종 코팅 로딩은 1.3 g　in-3이었다. 제2 기질 상의 최종 코팅 로딩은 1.8 g　in-3이었다.
실시예 2
제1의, 전기적으로 가열가능한 기질(코팅 3)
실리카-알루미나 분말을 물에 슬러리형성시키고 d90 < 20 미크론으로 분쇄하였다. 백금 및 팔라듐의 용해성 염을 첨가하고 슬러리를 교반하여 균질화하였다. 결과된 워시코트를 160 cpsi를 갖는 제1 기질의 개방 면에 확립된 코팅 기술을 사용하여 도포하였다. 코팅을 이어서 건조시켰다.
제2 기질 코팅 (코팅 4)
제2 워시코트를 코팅 3에 대해 사용된 같은 방법을 사용하여 제조하되 슬러리는 더 높은 함량의 알루미나를 가졌다. 이 코팅을 600 cpsi를 갖는 제2 기질의 개방면에 확립된 코팅 기술을 사용하여 도포하였다. 코팅을 이어서 건조시키고 전체 부품을 500℃에서 하소시켰다.
제1 기질 상의 최종 코팅 로딩은 2.0 g　in-3이었다. 제2 기질 상의 최종 코팅 로딩은 2.8 g　in-3이었다.

Claims (15)

  1. (a) 전기적으로 가열가능한 기질(1) 및 전기적으로 가열가능한 기질(1) 상에 배치된 제1 조성물을 포함하는 제1 촉매; 및
    (b) 기질(2) 및 기질(2) 상에 배치된 제2 조성물을 포함하는 제2 촉매
    를 포함하는 압축 점화 엔진을 위한 배출물 제어장치로서,
    제1 조성물은 알루미나, 및 백금, 팔라듐, 금 및 이들의 두가지 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 제1 백금족 금속(PGM)을 포함하고,
    제2 조성물은 알루미나, 및 백금, 팔라듐, 금 및 이들의 두가지 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 제2 백금족 금속(PGM)을 포함하고, 기질(2)은 전기적으로 가열가능한 기질이 아니고,
    제1 촉매는 제2 촉매의 상류에 배치되고, 배출물 제어장치는 제1 조성물의 로딩이 제2 조성물의 로딩보다 적고, 제1 PGM의 총 로딩이 제2 촉매의 PGM의 총 로딩보다 적은 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 촉매의 알루미나의 총 로딩은 제2 촉매의 알루미나의 총 로딩보다 적은 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 촉매는 제1 촉매와 제2 촉매 사이의 전기적으로 절연하는 갭에 의해 제2 촉매와 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 조성물은 제1 PGM 및 제1 지지체 재료를 포함하고, 제1 지지체 재료는 알루미나를 포함하며, 제2 조성물은 제2 PGM 및 제2 지지체 재료를 포함하고, 제2 지지체 재료는 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 제1 지지체 재료는 (i) 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 (ii) 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함하고, 내화 산화물은 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 세리아로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  6. 제4항에 있어서, 제1 지지체 재료는 적어도 50 내지 99 중량%의 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  7. 제4항에 있어서, 제2 지지체 재료는 (i) 알루미나 및 내화 산화물의 혼합 산화물 또는 (ii) 알루미나 및 내화 산화물의 복합 산화물을 포함하고, 내화 산화물은 실리카, 티타니아, 지르코니아 및 세리아로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  8. 제4항에 있어서, 제2 지지체 재료는 적어도 50 내지 99 중량%의 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  9. 제4항에 있어서, 제1 지지체 재료의 총 로딩은 제2 지지체 재료의 총 로딩보다 적은 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기적으로 가열가능한 기질(1)은 7.8 내지 31.0 셀/cm2(50 내지 200 셀/제곱인치(cpsi))의 셀 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 촉매는 기질을 전기적으로 가열하기 위한 전력 연결부를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 촉매는 전력 연결부(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출물 제어장치.
  13. 제1항에 따른 배출물 제어장치를 포함하는 배기 시스템.
  14. 압축 점화 엔진 및 제1항 또는 제2항에 따른 배출물 제어장치 또는 제13항에 따른 배기 시스템을 포함하는 차량.
  15. 삭제
KR1020167009432A 2013-09-20 2014-09-18 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매 KR102061132B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1316790.3 2013-09-20
GB1316790.3A GB2518418A (en) 2013-09-20 2013-09-20 Electrically heated catalyst for a compression ignition engine
PCT/GB2014/052831 WO2015040396A1 (en) 2013-09-20 2014-09-18 Electrically heated catalyst for a compression ignition engine

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197038176A Division KR20200001605A (ko) 2013-09-20 2014-09-18 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160058133A KR20160058133A (ko) 2016-05-24
KR102061132B1 true KR102061132B1 (ko) 2019-12-31

Family

ID=49553202

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167009432A KR102061132B1 (ko) 2013-09-20 2014-09-18 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매
KR1020197038176A KR20200001605A (ko) 2013-09-20 2014-09-18 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197038176A KR20200001605A (ko) 2013-09-20 2014-09-18 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9643160B2 (ko)
EP (1) EP3047122B1 (ko)
JP (1) JP6441319B2 (ko)
KR (2) KR102061132B1 (ko)
CN (1) CN105556085B (ko)
BR (1) BR112016005656B1 (ko)
DE (1) DE102014113457A1 (ko)
GB (2) GB2518418A (ko)
RU (1) RU2689247C2 (ko)
WO (1) WO2015040396A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6387976B2 (ja) * 2016-02-05 2018-09-12 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒
BR112018073135B1 (pt) 2016-05-11 2022-05-10 Basf Corporation Composição de catalisador, sistema adaptado para aquecer um material de catalisador e método para tratar emissões de um motor de combustão interna
JP6718316B2 (ja) * 2016-06-16 2020-07-08 株式会社クボタ ディーゼルエンジン
RU2019100972A (ru) * 2016-06-17 2020-07-17 Басф Корпорейшн Палладиевый дизельный катализатор окисления
US10161277B2 (en) * 2017-04-24 2018-12-25 GM Global Technology Operations LLC Capacitor-powered catalyst heater
DE102017210839A1 (de) 2017-06-27 2018-12-27 Elringklinger Ag Heizsystem
EP3636043B1 (de) 2017-06-27 2023-09-20 ElringKlinger AG Abschirmteil
DE102018104602A1 (de) * 2018-02-28 2019-08-29 Elringklinger Ag Heizsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102017115408A1 (de) * 2017-07-10 2019-01-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
US10578039B2 (en) * 2017-08-25 2020-03-03 Continental Automotive Systems, Inc. Proactive catalyst heating
FR3072417A1 (fr) * 2017-10-12 2019-04-19 Psa Automobiles Sa Catalyseur d'oxydation a chauffage electrique d'une ligne d'echappement de moteur thermique
WO2019109999A1 (zh) * 2017-12-08 2019-06-13 庄信万丰(上海)化工有限公司 用于汽油机废气处理的新型多区twc催化剂
GB201721521D0 (en) * 2017-12-21 2018-02-07 Johnson Matthey Japan Godo Kaisha Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust
DE102018104601A1 (de) 2018-02-28 2019-08-29 Elringklinger Ag Heizsystem und dessen Verwendung
US11161098B2 (en) * 2018-05-18 2021-11-02 Umicore Ag & Co. Kg Three-way catalyst
DE102018117049A1 (de) 2018-07-13 2020-01-16 Elringklinger Ag Fluidleitung
DE102018119010A1 (de) * 2018-08-06 2020-02-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
CN109351111A (zh) * 2018-12-04 2019-02-19 合肥鸿山工程科技有限公司 一种新型低能高效锌烟净化除尘系统
JP2022540686A (ja) 2019-08-08 2022-09-16 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー 車両用圧縮点火エンジンと電気加熱可能要素を備える排ガス制御装置とを備えるシステム
WO2021110811A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Haldor Topsøe A/S Endothermic reaction of a feed gas heated by resistance heating
JP7248626B2 (ja) * 2020-07-20 2023-03-29 株式会社キャタラー 排ガス浄化触媒システム
EP3958650A1 (en) 2020-08-19 2022-02-23 Johnson Matthey Public Limited Company Electrical heating unit for exhaust gas system and method for its manufacture
CN113738483B (zh) * 2021-10-14 2023-12-01 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 满足超低排放的后处理系统的控制方法及装置
CN114622970B (zh) * 2022-03-01 2023-03-31 南昌智能新能源汽车研究院 一种pna耦合ehc的后处理系统及其控制方法

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10020170C1 (de) 2000-04-25 2001-09-06 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgas und zugehöriges Auffangelement
US4300956A (en) 1980-04-14 1981-11-17 Matthey Bishop, Inc. Method of preparing a metal substrate for use in a catalytic converter
DE8816514U1 (ko) 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Emissionstechnologie
DE3839580C1 (ko) 1988-11-24 1990-07-05 Condea Chemie Gmbh, 2212 Brunsbuettel, De
US5010051A (en) * 1989-11-08 1991-04-23 Engelhard Corporation Staged three-way conversion catalyst and method of using the same
US5376610A (en) * 1992-04-15 1994-12-27 Nissan Motor Co., Ltd. Catalyst for exhaust gas purification and method for exhaust gas purification
GB9214775D0 (en) 1992-07-11 1992-08-26 Johnson Matthey Plc Combating air pollution
US5465573A (en) * 1992-07-29 1995-11-14 Ngk Insulators, Ltd. Multi-stage honeycomb heater
US6087295A (en) * 1992-12-14 2000-07-11 Asec Manufacturing Reduction of NOx in the exhaust gases from internal combustion engines containing excess oxygen
EP0686249A1 (en) * 1993-03-04 1995-12-13 Engelhard Corporation Improved substrate configuration for catalytic combustion system
ATE158845T1 (de) * 1993-05-25 1997-10-15 Grace W R & Co Kombinierter, elektrisch heizbarer umwandler
DE4429878A1 (de) 1994-08-23 1996-03-07 Emitec Emissionstechnologie Abgassystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE19503522A1 (de) 1995-02-03 1996-08-08 Rwe Dea Ag Herstellung gemischter schichtförmig aufgebauter Metallhydroxide sowie deren Metalloxide
US5795456A (en) * 1996-02-13 1998-08-18 Engelhard Corporation Multi-layer non-identical catalyst on metal substrate by electrophoretic deposition
JP3396378B2 (ja) 1996-08-15 2003-04-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化方法及び装置
EP0842700B1 (de) * 1996-11-11 1999-03-24 Degussa Ag Abgasreinigungskatalysator mit Verbessertem Umsatz für Kohlenwasserstoffe
US5895636A (en) * 1997-12-02 1999-04-20 Engelhard Corporation Catalytic compositions and methods for suppression of halogenation of organic compounds with oxidation products of halogenated organic compounds in gaseous emission streams
GB9805815D0 (en) 1998-03-19 1998-05-13 Johnson Matthey Plc Manufacturing process
DE19813655C2 (de) 1998-03-27 2000-04-27 Degussa Speichermaterial für Schwefeloxide, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
US6217837B1 (en) 1998-11-02 2001-04-17 Ford Global Technologies, Inc. Use of sol-gel processed alumina-based metal oxides for absorbing nitrogen oxides in oxidizing exhaust gas
FI107828B (fi) 1999-05-18 2001-10-15 Kemira Metalkat Oy Dieselmoottoreiden pakokaasujen puhdistusjärjestelmä ja menetelmä dieselmoottoreiden pakokaasujen puhdistamiseksi
DE19943846A1 (de) 1999-09-13 2001-03-15 Emitec Emissionstechnologie Vorrichtung mit Heizelement zur Abgasreinigung
JP3573708B2 (ja) * 2000-11-22 2004-10-06 株式会社オーデン ディーゼル微粒子除去装置
JP3876705B2 (ja) * 2001-12-13 2007-02-07 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化システム
ES2280779T3 (es) * 2002-09-13 2007-09-16 Johnson Matthey Public Limited Company Motor de encendido por compresion, y sistema de escape para este.
US7329629B2 (en) * 2002-10-24 2008-02-12 Ford Global Technologies, Llc Catalyst system for lean burn engines
US7375056B2 (en) * 2003-07-23 2008-05-20 Unicore Ag & Co. Kg Method of making a NOx adsorber catalyst
US7875250B2 (en) * 2003-12-11 2011-01-25 Umicore Ag & Co. Kg Exhaust treatment device, and methods of making the same
DE102004040549B4 (de) * 2004-08-21 2017-03-23 Umicore Ag & Co. Kg Katalytisch beschichtetes Partikelfilter und seine Verwendung
US7722829B2 (en) * 2004-09-14 2010-05-25 Basf Catalysts Llc Pressure-balanced, catalyzed soot filter
GB0600130D0 (en) 2006-01-06 2006-02-15 Johnson Matthey Plc Exhaust system comprising zoned oxidation catalyst
US7534738B2 (en) * 2006-11-27 2009-05-19 Nanostellar, Inc. Engine exhaust catalysts containing palladium-gold
DE102007046158B4 (de) * 2007-09-27 2014-02-13 Umicore Ag & Co. Kg Verwendung eines katalytisch aktiven Partikelfilters zur Entfernung von Partikeln aus dem Abgas von mit überwiegend stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren
DE502007002874D1 (de) * 2007-09-28 2010-04-01 Umicore Ag & Co Kg Entfernung von Partikeln aus dem Abgas von mit überwiegend stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Gemisch betriebenen Verbrennungsmotoren
DE102008048796A1 (de) * 2008-09-24 2010-03-25 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Abgasreinigungssystem für Dieselmotoren
GB201000019D0 (en) 2010-01-04 2010-02-17 Johnson Matthey Plc Coating a monolith substrate with catalyst component
US8293182B2 (en) * 2010-05-05 2012-10-23 Basf Corporation Integrated SCR and AMOx catalyst systems
JP5170584B2 (ja) * 2010-07-15 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒装置
JP5664918B2 (ja) * 2011-04-08 2015-02-04 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化用触媒
US8505282B2 (en) 2011-09-09 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction (SCR) device control system
JP5938819B2 (ja) * 2011-10-06 2016-06-22 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 排気ガス処理用酸化触媒
US9028763B2 (en) * 2011-11-30 2015-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
WO2013080328A1 (ja) 2011-11-30 2013-06-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
GB2497597A (en) * 2011-12-12 2013-06-19 Johnson Matthey Plc A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats
GB201200784D0 (en) * 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst
GB201200781D0 (en) * 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst
GB201220912D0 (en) * 2012-11-21 2013-01-02 Johnson Matthey Plc Oxidation catalyst for treating the exhaust gas of a compression ignition engine
US9227176B2 (en) * 2012-11-30 2016-01-05 Johnson Matthey Public Limited Company Ammonia oxidation catalyst
JP2016511684A (ja) * 2013-01-29 2016-04-21 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ アンモニア酸化触媒
US9283547B2 (en) * 2013-03-14 2016-03-15 Basf Corporation Catalytic article with segregated washcoat and methods of making same
GB2519403A (en) * 2013-07-30 2015-04-22 Johnson Matthey Plc Ammonia slip catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016005656B1 (pt) 2022-04-05
KR20200001605A (ko) 2020-01-06
JP2016538447A (ja) 2016-12-08
GB201416486D0 (en) 2014-11-05
GB2520155B (en) 2017-08-23
GB201316790D0 (en) 2013-11-06
DE102014113457A1 (de) 2015-03-26
JP6441319B2 (ja) 2018-12-19
US20150087497A1 (en) 2015-03-26
EP3047122B1 (en) 2019-10-30
KR20160058133A (ko) 2016-05-24
RU2016115051A (ru) 2017-10-25
EP3047122A1 (en) 2016-07-27
WO2015040396A1 (en) 2015-03-26
CN105556085B (zh) 2020-04-07
US9643160B2 (en) 2017-05-09
GB2518418A (en) 2015-03-25
CN105556085A (zh) 2016-05-04
BR112016005656A2 (ko) 2017-08-01
RU2689247C2 (ru) 2019-05-24
GB2520155A (en) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102061132B1 (ko) 압축 점화 엔진을 위한 전기적으로 가열된 촉매
US10843171B2 (en) Zoned diesel oxidation catalyst
EP3597287B1 (en) Diesel oxidation catalyst with nox adsorber activity
US9777609B2 (en) Exhaust system for a compression ignition engine comprising a water adsorbent material
JP2020517456A (ja) 受動的ＮＯｘ吸着体
US11808190B2 (en) System comprising vehicular compression ignition engine and an emissions control device comprising an electrically heatable element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant